CN107546013A - 一种高频变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高频变压器，包括铁芯，所述铁芯上配置一次绕组，其上以绝缘方法配置二次绕组，整个组合安置并固定于绝缘体中，其中，所述绝缘体由相对于横向垂直平面对称的二部件或二半组成，各半具有安置于所述绝缘体的各半的外壳中的空心管件，各部件中设有被包括于所述管件的外壁与所述外壳的内壁之间的环形空间，此处配置二次或高电压绕组，绝缘体于外壳呈现槽沟，其位于零伏特位准，油经由此向所述二次绕组渗入。如此结构设计，达到组合于单一模块中，更经济及有效，同时减少组合的重量和体积的有益效果。

Description

一种高频变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别是指一种高频变压器。

背景技术

在现阶段的技术中，设计和建立一高电压、高频、或大功率的变压器不是问题。然而，设计或建立同时包括这三个特性的一电压器代表一大挑战，由于前述各特性相互冲突的要求。一高电压变压器要求在其的一次与二次绕组之间的一高绝缘程度将高与低电压绕组之间分隔大距离、或绝缘体的大厚度。绕组之间的分隔减少其间的磁耦合，并因此增加漏抗，限制输出功率。

为了达到可接受的效率、以及不被一低效耦合一次与二次绕组之间的过大电抗所限制的输出功率，一高频变压器要求在一次与二次绕组之间一个非常好的耦合。为满足此要求，一次与二次绕组之间的距离必须越短越好，与一高电压变压器的要求相反。并且，工作频率越高，耦合必须越好，因为绕组之间的电抗直接与频率成正比。

一大功率变压器要求绕组的阻抗要非常小且其间的电抗要足够小，以免限制功率输出。当一次与二次绕组之间的耦合增加时，即当二绕组相互接近时，电抗最小化正好与一高电压变压器的要求相反。再者，因为绕组之间的电抗直接与频率成正比，功率输出或工作频率越高，耦合必须越好。

因此，本发明的目的是开发一变压器，同时适用于高电压、高频和大功率。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种高频变压器，可组合于单一模块中，更经济及有效，同时减少组合的重量和体积。

本发明的技术方案是这样实现的：一种高频变压器，包括铁芯，所述铁芯上配置一次绕组，以绝缘方法配置二次绕组，整个组合安置并固定于绝缘体中，所述绝缘体由相对于横向垂直平面对称的二部件或二半所组成，各半具有安置于所述绝缘体的各半的外壳内部的空心管件，且所述空心管件的一端连接至所述外壳，所述空心管件的内部空间与外部相连，环形空间设于所述管件的外壁与所述外壳的内壁间的各部件或各半中，此处配置所述二次、或一高电压绕组；所述绝缘体的各半的空心管件具有突出于外壳自由边的自由端的特性，在连接所述绝缘体的所述二部件上，所述空心管件的所述自由端在位于零电压位准的所述二外壳之间连接，油经由此渗入所述二次绕组。

在上述技术方案中，所述二次绕组分为不同的绕组单元，缠绕于各别的线圈架上，电压由装置于所述二次绕组旁的整流器及滤波器所整流、滤波及串接以将各绕组单元所有电压相加。

在上述技术方案中，还具有装置于所述整流器与所述滤波器旁的一电阻分压器。

在上述技术方案中，所述一次绕组与所述二次绕组为纵向占据相同空间。。

本发明高频变压器中，一次绕组及二次绕组纵向占据相同空间，最大化绕组之间的磁性耦合，因此最小化其间的电抗，提供最大的功率输出，提供二次绕组的整流器、滤波器和电阻分压器被配置为互相非常接近，为等位电路且沿其上具有相同位能的事实。一次与二次绕组之间的距离由分隔绕组的空心管件最小化，使磁性耦合良好而无绝缘损失。所述绝缘体的各半外壳的几何使位于零伏特位准的一槽沟能形成，此处一高绝缘度是不必须的，但提供油流入与所述二次绕组的电路接触。

附图说明

图1A为本发明变压器前视示意图；

图1B为图1A中的变压器沿A-A线断面的剖面；

图1C为本发明变压器沿C-C线断面的剖面；

图1D为本发明变压器沿B-B线断面的剖面；

图2为本发明变压器的透视示意图；

图3为本发明中绝缘体部件的轴测图；

图4A为本发明中绝缘体部件的侧面图；

图4B为本发明中绝缘体沿D-D线断面的剖面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1A、1B、1C及1D所示，本发明所述的一种高频变压器，包括磁性铁芯1，其上一次绕组2为配置为其间具有基本低电压绝缘，因为他们都运作于非常接近零伏特，为安全接地位准GND。

一次绕组2和磁性铁芯1的组合安置于所述变压器的一绝缘体3内部的一空心管件8的内部，并且所述二次绕组4配置于所述空心管件8上。磁性铁芯1和一次绕组2均为与油直接接触，提供油流经磁性铁芯1和一次绕组2，以使油转移由所述变压器运作损耗而产生的热。

图1B为二次绕组4如何分为不同绕组单元4.1至4.8，其为缠绕于各别的线圈架上。这些绕组单元的电压为由整流器9及滤波器10整流、滤波及串接以将各绕组单元所有电压相加。电阻分压器11取样输出电压并将其反馈至控制电路，进而提供输出电压的绝对而精确的控制。

在此可观察到零伏特电压接地位准或GND为正好固定于二次绕组的中心在绕组单元4.4和4.5之间，其中绝缘体3具有一开口5以供油流向绝缘体3内部，进而绝缘及冷却配置于高电压侧的二次绕组的电路。此开口不损害变压器的绝缘，因为其配置于非常低电压区，此处油绝缘就足够了。

也可观察到变压器的电压逐渐减少，所以一个负极性在左边、150kV的变压器，在左端可达到-75kV的一最小值。以相同的渐进方式，其向变压器的右边线性增加正极性，在右端达到+75kV的一最大值。因此，其于左边提供-75kV，线性增加至于右边提供+75kV，供给在两端之间位能150kV的总差异，变压器的中心具有零伏特位能接地或GND。

整流器9、滤波器10和电阻分压器11均具有相同的位能值。这表示他们之间没有位能差异且这使得他们可配置为互相接近，因为他们是等位电路。

可以观察由绕组单元4.1至4.8所形成的一次绕组 2和二次绕组4如何纵向占据相同空间，以最大化其间的磁性耦合，以及，因此，最小化其间的电抗，其将提供功率输出的最大化。

在图2、3、4A和4B中，能观察到绝缘体3的结构特性，如观察的，其包括二部件或二半6及7，其为相对于绝缘体3的一横向垂直平面对称。各半或各部件6及7包括一空心管件3.1，由铁芯1与一次绕组2所形成的组合安置于其中。有一外壳3.2盖住来自各部件6与7的各管件3.1，空心管件3.1的一端与外壳3.2相连。一环状空间3.3设于空心管件3.1与外壳3.2之间，其中配置二次绕组4。

绝缘体3的另一特性，特别是各半6与7的管件3.1，在其自由端3.4上具有一长度，长于外壳3.2的自由边3.5，如图4B所示。当部件6与7互相连接时，空心管件3.1的自由边3.4互相接触，然后在外壳3.2的自由边3.5之间有一缺口或槽沟5，如图2所示，冷却油经由此渗入安置于环形空间3.3中的二次绕组4。

一次绕组2与二次绕组4之间的绝缘由绝缘体3的各半6与7的空心管件3.1所形成的管件8达成。空心管件3.1的厚度为一方面提供二绕组一次及二次之间的绝缘，以及另一方面，一良好磁性耦合。

绝缘体3的各部件的外壳3.2提供二次绕组4的绝缘，以及油流经二次绕组4的电路，因此将其冷却。

由上述描述的特征，已经实现，特别是，一高电压150kV、高频50kHz与150kHz之间且大功率80kW的变压器，在一个非常小的空间中，以这样的方式，其可以适用于X光管的尺寸，便于组合于单一模块中，如此，为了使其更经济及有效，他们之间的电位一致等位安装，以减少组合的重量和体积。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则的内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围的内。

Claims (4)

1.一种高频变压器，其特征在于：包括铁芯，所述铁芯上配置一次绕组，以绝缘方法配置二次绕组，整个组合安置并固定于绝缘体中，所述绝缘体由相对于横向垂直平面对称的二部件或二半所组成，各半具有安置于所述绝缘体的各半的外壳内部的空心管件，且所述空心管件的一端连接至所述外壳，所述空心管件的内部空间与外部相连，环形空间设于所述管件的外壁与所述外壳的内壁间的各部件或各半中，此处配置所述二次、或一高电压绕组；所述绝缘体的各半的空心管件具有突出于外壳自由边的自由端的特性，在连接所述绝缘体的所述二部件上，所述空心管件的所述自由端在位于零电压位准的所述二外壳之间连接，油经由此渗入所述二次绕组。

2.根据权利要求1所述的一种高频变压器，其特征在于：所述二次绕组分为不同的绕组单元，缠绕于各别的线圈架上，电压由装置于所述二次绕组旁的整流器及滤波器所整流、滤波及串接以将各绕组单元所有电压相加。

3.根据权利要求2所述的一种高频变压器，其特征在于：还具有装置于所述整流器与所述滤波器旁的一电阻分压器。

4.根据权利要求1所述的一种高频变压器，其特征在于：所述一次绕组与所述二次绕组为纵向占据相同空间。